Université de Rennes Effets de la structuration du réseau macromoléculaire sur les propriétés mécaniques quasi-statiques et en fatigue du caoutchouc naturel Macromolecular network structuring effects on quasi-static and fatigue properties of natural rubber densité de chaînes activeseffet Mullinspropriétés en fatigueconditions et système de vulcanisationnoir de carbonecaoutchouc naturel active chain densityMullins effectfatigue propertiesvulcanization system and conditionscarbon black fillernatural rubber Macromolécules CaoutchoucPropriétés mécaniques Vulcanisation Les propriétés mécaniques du caoutchouc naturel (CN) dépendent fortement de la structure du réseau macromoléculaire (densité de chaînes actives et longueur des ponts) formée lors de la vulcanisation. Cependant, la relation entre structure et propriétés mécaniques demeure incomprise, en particulier en matière de comportement en fatigue. Dans cette étude, une large gamme de réseaux macromoléculaires, chargés et non-chargés de noir de carbone, a été définie. Chaque matériau est caractérisé en évaluant la densité de chaînes actives par la méthode de gonflement. Le comportement mécanique quasi-statique dépend de la densité de chaînes actives, des charges et de la longueur des ponts. Pour les CN chargés, l’effet Mullins est peu sensible aux variations de structure. Ce n’est pas le cas de leur réponse en fatigue. Pour les chargements relaxants, la réponse dépend de la densité de chaînes actives, de la longueur des ponts et du temps de vulcanisation. Pour les chargements non-relaxants, la densité de chaînes actives pilote à elle seule le renforcement de la durée de vie. L’analyse post mortem des faciès de rupture montre une corrélation entre les marqueurs de la cristallisation et le niveau de renforcement. Le lien entre formulation, densité de chaînes actives et propriétés en fatigue a ainsi pu être établi. Le rôle de la structure du réseau sur la cristallisation sous étirement, et par voie de conséquence sur la fatigue, a été clarifié. The mechanical properties of natural rubber (NR) are mainly driven by the macromolecular network structure (active chain density and cross-link length), formed during the vulcanization process. Nevertheless, the relationship between network structure and mechanical properties remains unclear, particularly with regard to fatigue properties. In the present study, a wide range of macromolecular network structures, both filled and unfilled, were defined on the same NR. Swelling test is used to characterize each material by evaluating of the active chain density. The quasi-static mechanical behavior depends on both the active chain density and cross-link length. The Mullins effect is similar for each filled NR. For relaxing loading conditions, the fatigue behavior shows that the lifetime for filled NR is mainly driven by the active chain density, cross-link length, and vulcanization time. However, for non-relaxing loading conditions, the lifetime reinforcement is predominantly driven by the active chain density. The post-mortem analysis showed a strong correlation between the level of reinforcement and relative number of SIC markers on the failure surfaces. Finally, a relationship between formulation, active chain density and fatigue properties was established. In addition, the role of the macromolecular network structure on the strain-induced crystallization, and consequently on fatigue resistance, has been clarified. Electronic Thesis or DissertationText en application/pdf1 : 101976 Kohttps://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/b3f80578-400f-48eb-89d1-0d9c6c6165d4 Delahaye Grégoire 1998-03-10 FR 283067713 delahayegregoiresi@gmail.com 2024URENS064 http://www.theses.fr/2024URENS064 2024-11-07 Sciences des matériaux Université de Rennesthesis.degree.grantor_1 26693823X Doctorat non ouiLe CamJean-Benoîtintervenant_1102048320ThuillierSandrineintervenant_2132136503Le CamJean-Benoîtintervenant_1102048320ChagnonGregoryintervenant_5077696492AlbouyPierre-Antoineintervenant_6031899862MéoStéphaneintervenant_3058603832SaintierNicolasintervenant_4099591278 S3MecoleDoctorale_1 267603320 Institut de Physique de Rennes partenaireRecherche_1 16177525X ddc:530 Le CamJean-BenoîtThuillierSandrineMéoStéphaneSaintierNicolasChagnonGregoryAlbouyPierre-AntoineUniversité de RennesS3M Institut de Physique de Rennes ASCII PDF 104423439